年1月14~16日,太平洋汤加(Tonga)海底火山喷发引发了全球轰动,浓烈的火山灰冲向了20km的高空,并从洪加汤加-洪加哈阿派火山往周边区域蔓延,就连远在新西兰的居民都听到了剧烈响声。
据报道,太平洋周边多个国家也相继发布了海啸警报,美国、新西兰、秘鲁、智利、日本都已经报告了具有破坏性的海啸。据初步评估,这场火山喷发等级保守估计为VEI5级,很可能是21世纪迄今为止最严重的一次火山喷发。
对中国而言,海啸带来的影响并不大,主要是因为印尼列岛、第一岛链极大地削弱了海啸的强度和破坏力。另外,我国近海大陆架较浅,出水岛屿多,同样也削减了海啸。因此,汤加火山爆发对我国没有太大的影响。
需要注意的是,这次火山喷发很可能会波及全球气候,年的地球或将“降温”。这一预测并非空口无凭,之前的案例就已经验证。比如发生在年4月10日的坦博拉火山爆发事件,这是有记录以来规模最大、最致命的火山喷发,VEI等级达到了恐怖的7级。
坦博拉火山
坦博拉火山喷发导致地球的大气层积累了大量的尘埃,穿过平流层的阳光因此减少,全球平均气温下降了0.53℃,年也因此成为了“无夏之年”。再比如年的皮纳图博火山喷发,同样也导致全球平均气温下降了0.5℃。
年伊始,汤加火山就猛烈喷发,其等级不及坦博拉火山喷发(7级),也不及皮纳图博火山喷发(6级)。因此,汤加火山喷发不至于使地球进入小冰河时期,但全球的气候可能会因此波动,年夏季的气温或将变低。
我们也发现,围绕着“汤加火山爆发”,另外一个问题也引发了网友们的激烈讨论,那就是中美日三国卫星图的对比图(见下图)。
由上图显而易见,中国风云2F视角、中国风云4B视角都不能很好地表现出火山灰“云团”的外观,喷发地点位于图像的东南角,和周围的云图区分不大,位置明显很偏。
而在美国卫星GOES-17的视角下,则能清晰看到火山喷发形成的蘑菇状“云团”,与周围的气旋形成了鲜明对比,形势一目了然。在日本卫星向日葵-8的视角中,火山灰“蘑菇云”也处于画面的中央,云团轮廓及阴影清晰可见。这么一对比,好像只有中国卫星拍摄的视角最差。
于是,有很多网友认为中国的卫星“技不如人”,认为汤加火山爆发就是一面“照妖镜”、“试金石”。中国拍到的视角最偏,这到底是咋回事?难道中国的卫星技术真的“不太行”?
事实并非如此!上图涉及到的中美日气象卫星都是地球同步卫星,也叫静止气象卫星,其轨道面和地球赤道平面重合,运行高度约为3.58万km,与地球相对静止,只能观测到特定区域内的气象情况,视角各不相同。
为了提高观测面积,中美日三国发射了很多静止气象卫星,这些卫星相互配合,扩大了观测视野,能够提供更快、更准确的数据,也方便气象专家做出天气预报。
先说美国的GOES-17卫星。该卫星定点于西经度赤道的上空,主要用于观测美国西部、夏威夷、阿拉斯加以及太平洋至新西兰地区,汤加火山恰好位于观测范围内,因此能“正面目击”。
美国GOES-17卫星图像
再看日本的向日葵-8气象卫星。该卫星定点于东经度上空,主要拍摄日本和西太平洋上空的气象云图。在该卫星的视野下,同样也能很好地观察到汤加火山。
日本向日葵-8气象卫星图像
和美国、日本的卫星相比,我国两颗卫星的定点位置明显不同。其中,风云4B卫星定点在东经.36度的赤道上空,主要观测西北太平洋上空的气象状况;风云2F卫星定点于东经度赤道上空,主要对我国的台风、强对流等灾害性天气进行观测。
中国FY-2F图像
中国FY-4B图像
汤加火山位于南纬20°,西经°附近,我国的两颗卫星并非正对汤加火山,所以拍摄出来的效果不及美(西经°)日(东经°)卫星。
总之,静止气象卫星能观察到的视野本就有限,美日的卫星也一样,都只能观测到特定区域的图像。在某些情况下,静止气象卫星也可以展开非常规观测,对其他区域进行扫描性观测等。比如这一次,中国风云卫星对汤加火山进行观测,实际上就是出于特殊需求——相应地,观测视野肯定会受到限制,毕竟在轨高度是固定的。
美国NASA发布的卫星图
想必大家都已经明白,中国卫星成像视野太偏和技术水平无关,而是和卫星的位置有关。
其实从清晰度的角度来看,我国气象卫星拍摄到的图像并不比美日差。和欧空局哨兵-1(Sentinel-1)卫星比起来,我国的卫星图甚至还更好一些,我们可以通过下图直观地感受两者的差距。
欧洲Sentinel-1卫星图
目前,我国的气象卫星有风云1~4号共四大系列,同时还发射有晨昏轨道卫星。风云2号系列卫星目前有A~H共8颗在轨卫星,第一颗卫星是FY-2A,发射于年6月10日;最近一颗卫星是FY-2H,发射于年6月5日。在这八颗卫星中,有五颗已停止工作,目前能提供气象服务的有FY-2F、FY-2G以及FY-2H。
中国风云系列卫星
在成像方面,我国早在年就已经能够拍出比较清晰的可见光卫星图像。在色彩方面,年2月风云4B卫星成功获取彩色卫星云图,这也是世界上第一幅静止轨道地球大气高光谱图。在此期间,我国静止气象卫星的时空分辨率从30分钟、1.25公里提升到了1分钟、米,成就不可谓不大!
所以结论就是,我国气象卫星“技不如人”的说法显然站不住脚。单就汤加火山喷发卫星图来看,中国与美国、日本之间的差距并不明显,没必要一捧一踩。对于我国的气象卫星,我们应该持支持和积极的态度,现在的水平已经不低,未来的水平也一定会越来越高!